PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE60020658T2 04.05.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001093727
Titel Zigarettenpapier mit reduziertem Flächengewicht
Anmelder Schweitzer-Mauduit International, Inc., Alpharetta, Ga., US
Erfinder Hampl, Jr., Vladimir, Roswell, Georgia 30076, US
Vertreter Canzler & Bergmeier, Patentanwälte, 85055 Ingolstadt
DE-Aktenzeichen 60020658
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 17.10.2000
EP-Aktenzeichen 001225945
EP-Offenlegungsdatum 25.04.2001
EP date of grant 08.06.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.05.2006
IPC-Hauptklasse A24D 1/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft generell Hüllpapiere mit vermindertem Flächengewicht zur Verwendung bei Rauchartikeln und ein Verfahren zum Herstellen der Hüllpapiere. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung ein Hüllpapier, welches weiße Pigmente und optional schwarze Pigmente enthält, welche eine ausreichende Teilchengröße aufweisen, um Licht wirksam sowohl zu streuen als auch zu absorbieren, um eine Lichtundurchlässigkeit und Zugfestigkeit innerhalb kommerziell akzeptabler Bereiche zu halten, während das Flächengewicht der Hüllpapiere vermindert wird.

Hintergrund der Erfindung

Rauchartikel, wie etwa Zigaretten, werden herkömmlicherweise durch Einwickeln einer Tabaksäule in ein weißes Hüllpapier hergestellt. An einem Ende umfaßt der Rauchartikel gewöhnlich einen Filter, durch welchen der Artikel geraucht wird. Filter werden unter Verwendung eines Filterstückpapiers, welches an dem weißen Hüllpapier angeklebt wird, an Rauchartikeln befestigt. Die Hüllpapiere und Filterstückpapiere, welche zum Herstellen von Rauchartikeln verwendet werden, werden typischerweise aus Flachs oder anderen Fasern auf Zellulosebasis hergestellt und enthalten ein Füllmaterial, wie etwa Kalziumkarbonat.

Neben einer Verwendung zum Zusammenhalten der Zigarette tragen Zigarettenhüllpapiere und Filterstückpapiere ferner zu vielen physikalischen Eigenschaften und Merkmalen der Zigarette bei und bestimmen diese. Beispielsweise beeinflußt ein Zigarettenhüllpapier die Geschwindigkeit, mit welcher die Zigarette verbrennt, das bedeutet, die Anzahl von Zügen pro Zigarette und die gesamte Teerabgabe pro Zug. Eine weitere Eigenschaft der Zigarette, welche durch das Hüllpapier beeinflußt wird, ist Aussehen und Zusammenhalt der Asche, welche erzeugt wird, wenn die Zigarette brennt. Zigarettenpapier kann sogar dazu verwendet werden, die Rauchmenge zu beschränken, welche aus dem angezündeten Ende einer Zigarette austritt, wenn man diese brennen läßt, und die Tendenz zu vermindern, daß eine Zigarette benachbarte Oberflächen entzündet.

In der Vergangenheit wurde die Lichtundurchlässigkeit eines Hüllpapiers hauptsächlich als Funktion der Menge des Füllmaterials, welches in dem Papier eingelagert wird, bestimmt. Generell werden die Lichtundurchlässigkeitswerte erhöht, wenn die Menge des Füllmaterials, welche dem Papier zugesetzt wird, erhöht wird. Leider können zunehmende Füllmaterialanteile zum Erhöhen der Lichtundurchlässigkeit jedoch andere Merkmale des Papiers beeinträchtigen. Beispielsweise können zunehmende Füllmaterialanteile die Festigkeit des Papiers vermindern. Veränderliche Füllmaterialanteile können ferner die Durchlässigkeit des Papiers beeinflussen, welche wiederum die Verbrennungseigenschaften des Papiers beeinflussen kann. Daher besteht in der Industrie ein wachsender Druck, die Füllmaterialanteile in Zigarettenpapier innerhalb vorbestimmter Bereiche zu halten, wobei die geeigneten Verfahren zum Steigern der Papierlichtundurchlässigkeit eingeschränkt werden.

Gegenwärtig richtete sich die Aufmerksamkeit auf das Vermindern des Flächengewichts von Hüllpapieren, um die Menge des Materials zu vermindern, welche benötigt wird, um die Papiere herzustellen. Durch Vermindern des Flächengewichts von Hüllpapieren können jedoch zwei Probleme entstehen. Erstens wird durch Vermindern des Flächengewichts zugleich die Lichtundurchlässigkeit des Hüllpapiers vermindert, wobei dies bewirkt, daß sich das Aussehen des Papiers durch Enthüllen des Zigaretteninhalts in ästhetischer Hinsicht verschlechtert. Das Vermindern des Flächengewichts der Hüllpapiere kann ferner eine Abnahme der Zugfestigkeit des Papiers bewirken.

Aufgrund der oben erwähnten Beschränkungen war es äußerst schwierig, ein Hüllpapier mit einem verminderten Flächengewicht unter Erhaltung einer Lichtundurchlässigkeit und Zugfestigkeit, welche kommerziell akzeptabel sind, zu erzeugen.

Somit besteht ein Bedarf im Hinblick auf ein Hüllpapier für Rauchartikel, welches ein vermindertes Flächengewicht aufweist, während zugleich eine Lichtundurchlässigkeit von 70% und eine Zugfestigkeit oberhalb minimaler kommerzieller Anforderungen aufrechterhalten werden. Ferner besteht ein Bedarf im Hinblick auf ein Verfahren zum Herstellen derartiger Papiere. Ferner besteht ein Bedarf im Hinblick auf ein Verfahren zum Vermindern des Flächengewichts ohne Beeinträchtigung anderer physikalischer Eigenschaften des Papiers.

Die Patentschrift EP-A 0 870 871 A1 offenbart ein Hüllpapier hoher Lichtundurchlässigkeit für einen Rauchartikel, welches eine Mischung aus einem weißen Pigment und einem schwarzen Pigment enthält. Das weiße Pigment weist eine mittlere Teilchengröße von etwa 0,1 &mgr;m bis etwa 0,5 &mgr;m auf. Während das Hüllpapier eine Lichtundurchlässigkeit von mindestens 80% und eine Helligkeit vom mindestens 70% aufweist, kann das Flächengewicht einen Wert von etwa 18 g/m2 bis etwa 60 g/m2 aufweisen, und genauer zwischen 22 g/m2 und etwa 36 g/m2. Die mechanischen Eigenschaften des resultierenden Hüllpapiers werden in der vorliegenden Schrift nicht erörtert.

Die Patentschrift EP-A 0 842 615 A1 offenbart ein Hüllpapier, welches mindestens zwei Füllmaterialien mit verschiedenen Größen enthält. Die relative Mengen der zwei Füllmaterialien erhöhen bzw. vermindern die Durchlässigkeit des Hüllpapiers. Es wird kein Hinweis auf Lichtundurchlässigkeit, Helligkeit oder Gewebefestigkeit des resultierenden Hüllpapiers gegeben.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung erkennt und betrifft die vorangehenden und weitere Nachteile von Konstruktionen und Verfahren des Stands der Technik.

Generell betrifft die vorliegende Erfindung Hüllpapiere mit vermindertem Flächengewicht zur Verwendung bei Rauchartikeln, welche die kommerziell erforderlichen Lichtundurchlässigkeits- und Zugfestigkeitswerte behalten. Erfindungsgemäß enthalten die Hüllpapiere mit vermindertem Flächengewicht ein weißes Pigment und optional ein schwarzes Pigment.

Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Papier mit vermindertem Flächengewicht zu schaffen, welches als äußere Umhüllung für Rauchartikel verwendet werden kann.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hüllpapier für Rauchartikel zu schaffen, welches ein vermindertes Flächengewicht aufweist und eine Lichtundurchlässigkeit von mindestens 70% aufrechterhält.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hüllpapier für Rauchartikel zu schaffen, welches ein vermindertes Flächengewicht aufweist, während eine Zugfestigkeit oberhalb des minimalen Werts, welcher für herkömmliches Hüllpapier erforderlich ist, aufrechterhalten wird.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen von Zigarettenhüllpapieren mit vermindertem Flächengewicht zu schaffen.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hüllpapier für Rauchartikel zu schaffen, welches ein vermindertes Flächengewicht aufweist und welches ein weißes Pigment mit einer Teilchengröße, welche ungefähr gleich einer halben Wellenlänge von sichtbarem Licht ist, und optional eine kleine Menge eines schwarzen Pigments enthält.

Diese und weitere Aufgaben der Erfindung werden durch Schaffen eines Hüllpapiers für einen Rauchartikel gelöst. Das Hüllpapier umfaßt ein Papiersubstrat, welches mindestens ein erstes Füllmaterial enthält. Das erste Füllmaterial umfaßt ein weißes Pigment mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 0,1 &mgr;m bis etwa 0,5 &mgr;m, und spezieller von etwa 0,2 &mgr;m bis etwa 0,4 &mgr;m. Innerhalb dieses Teilchengrößenbereichs besitzt das weiße Pigment wirksamere Lichtstreuungseigenschaften als die in der Vergangenheit verwendeten.

Optional kann ein zweites Füllmaterial in der Papierumhüllung eingelagert werden. Das zweite Füllmaterial umfaßt ein schwarzes Pigment, welches in einer Menge von bis zu 2% Gewichtsanteil, und speziell von etwa 0,1 % bis etwa 1,0% Gewichtsanteil, in dem Papiersubstrat vorhanden sein kann.

Das weiße Pigment kann beispielsweise ausgefälltes Kalziumkarbonat (PCC), Titandioxid oder Mischungen davon umfassen, während das schwarze Pigment Kohlenstoff, Eisenoxid oder Mischungen davon umfassen kann. Der Füllmaterialgehalt in dem Papier kann von etwa 15% bis etwa 40% Gewichtsanteil betragen, und speziell von etwa 20% bis 30% Gewichtsanteil.

Herkömmliches Hüllpapier weist ein typisches Flächengewicht von etwa 25 g/m2 bis 26 g/m2 auf. Das erfindungsgemäß hergestellte Hüllpapier kann ein Flächengewicht von etwa 14 g/m2 bis etwa 22 g/m2 aufweisen, und speziell von etwa 17 g/m2 bis etwa 20 g/m2. Die Durchlässigkeit erfindungsgemäß hergestellter Hüllpapiere kann einen Wert von etwa 5 Coresta-Einheiten bis etwa 80 Coresta-Einheiten aufweisen, und speziell von etwa 15 Coresta-Einheiten bis etwa 55 Coresta-Einheiten.

Durch die Verwendung der oben beschriebenen Füllmaterialien können Papierhüllen mit einem verminderten Flächengewicht hergestellt werden, wobei eine akzeptable Lichtundurchlässigkeit und Zugfestigkeit aufrechterhalten werden. Speziell werden die Füllmaterialien in einer geeigneten Weise in dem Papier eingelagert, um die Lichtundurchlässigkeit des Papiers in einer Höhe von mindestens 70% zu halten. Die Zugfestigkeit des neuartigen Papiers beträgt demgegenüber mindestens 1800g/29mm, und speziell mindestens 2000g/29mm.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner Rauchartikel, welche eine Säule aus rauchbarem Füllmaterial enthalten. Die Säule aus rauchbarem Füllmaterial ist von einem Hüllpapier mit vermindertem Grundgewicht gemäß obiger Beschreibung umgeben.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend genauer erörtert.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Eine vollständige und nachvollziehbare Offenbarung der vorliegenden Erfindung, welche die beste Ausführungsweise davon umfaßt, für gewöhnlich Fachkundige wird genauer im Rest der Beschreibung unter Verweis auf die beigefügte Figur dargelegt, wobei:

1 eine grafische Darstellung der Ergebnisse ist, welche bei dem nachfolgenden Beispiel erhalten wurden.

Genaue Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele

Für gewöhnlich Fachkundige ist zu ersehen, daß die vorliegende Erörterung lediglich eine Beschreibung beispielhafter Ausführungsbeispiele darstellt und die weiteren Aspekte der vorliegenden Erfindung nicht beschränken soll, wobei die weiteren Ansprüche bei der beispielhaften Konstruktion verwirklicht sind.

Die vorliegende Erfindung betrifft generell Hüllpapiere mit vermindertem Flächengewicht für Rauchartikel, welche die Erfüllung der minimalen kommerziellen Anforderungen an Lichtundurchlässigkeit und Zugfestigkeit gewährleisten. Das Hüllpapier enthält ein weißes Pigment und optional ein schwarzes Pigment. Das weiße Pigment ist beim Streuen von Licht, welches auf das Papier trifft, wirksam. Demgegenüber absorbiert das schwarze Pigment, wenn dieses vorhanden ist, Licht. Aufgrund der Tatsache, daß die Füllmaterialien beim Streuen und Absorbieren von Licht sehr wirksam sind, können Hüllpapiere mit einem Flächengewicht unterhalb herkömmlicher Werte hergestellt werden, ohne verschiedene Merkmale des Papiers zu opfern.

In der Vergangenheit bewirkte ein Vermindern des Flächengewichts herkömmlicher Hüllpapiere, welche bei Rauchartikeln verwendet werden, daß die Lichtundurchlässigkeit bedeutend abnahm. Speziell mußte, um die Zugfestigkeit in einem akzeptablen Bereich zu halten, der Füllmaterialanteil vermindert werden, und daher nahm die Lichtundurchlässigkeit ab. Herkömmliche Hüllpapiere umfassen ein Füllmaterial, wie beispielsweise ausgefälltem Kalziumkarbonat (PCC), welches eine skalenohedrale Kristallstruktur und eine Teilchengröße von etwa 2 Mikrometer aufweist. Gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht das Verwenden von Füllmaterialien, welche beim Streuen von Licht wirksamer sind, eine Verminderung des Flächengewichts der Hüllpapiere, wobei die Lichtundurchlässigkeit und die Zugfestigkeit oberhalb der minimalen Anforderungen gehalten werden. Speziell können Hüllpapiere der vorliegenden Erfindung ein Flächengewicht von weniger als etwa 22 g/m2 aufweisen, wobei dies eine bedeutende Verbesserung gegenüber herkömmlichen Zigarettenhüllpapieren bedeutet, welche typischerweise ein Flächengewicht von 25 g/m2 bis 35 g/m2 aufweisen. Tatsächlich können erfindungsgemäß hergestellte Hüllpapiere sogar ein Flächengewicht von lediglich 14 g/m2 aufweisen, und speziell von etwa 17 g/m2 bis etwa 20 g/m2.

Es wurde entdeckt, daß weiße Pigmente mit einer bestimmten Teilchengröße innerhalb eines ausgewählten Bereichs nicht nur die Lichtundurchlässigkeit bei Hüllpapieren mit vermindertem Flächengewicht aufrechterhalten, sondern auch eine Verminderung der Füllmaterialmenge, welche in den Papieren benötigt wird, ermöglichen, wobei dies Zugfestigkeitswerte oberhalb der minimalen Anforderungen ergibt. Generell besteht die Tendenz, daß das Zugeben größerer Mengen von Füllmaterialien zu Hüllpapieren im Verhältnis zu der Menge von Fasern auf Zellulosebasis, welche in dem Papier vorhanden sind, die Festigkeit des Papiers vermindert. Ferner werden die Weiße und die Helligkeit durch Verwenden weißer Pigmente mit einer Teilchengröße innerhalb eines vorbestimmten Bereichs in Übereinstimmung mit herkömmlichen Werten gehalten.

Speziell sollten die weißen Pigmente, welche in dem Hüllpapier der vorliegenden Erfindung eingelagert werden, eine mittlere Teilchengröße von etwa 0,1 Mikrometer bis etwa 0,5 &mgr;m aufweisen, und speziell von etwa 0,2 &mgr;m bis etwa 0,4 &mgr;m. Es wird angenommen, daß die Lichtundurchlässigkeit, Weiße und Helligkeit eines Hüllpapiers, welches ein weißes Pigment innerhalb des oben definierten Größenbereichs umfaßt, teilweise aufgrund der Tatsache, daß die Teilchengröße des Pigments etwa einer halben Wellenlänge sichtbaren Lichts entspricht, erhöht werden. Es wird angenommen, daß das weiße Pigment innerhalb dieses Teilchengrößenbereichs beim Streuen von Licht wirksamer ist, wobei dies die optischen Vorteile liefert. Dies ermöglicht eine Verminderung des Flächengewichts der Hüllpapiere, ohne die Lichtundurchlässigkeit der Papiere zu opfern.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist das weiße Pigment, welches in dem Hüllpapier der vorliegenden Erfindung eingelagert wird, Kalziumkarbonat mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 0,1 &mgr;m bis etwa 0,5 &mgr;m. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird beispielsweise ein Kalziumkarbonatpigment verwendet, welches unter dem Namen ULTRAPAQUE® durch Specialty Minerals Inc., Adams, Massachusetts, verwendet. ULTRAPAQUE® ist ein Füllmaterial aus ausgefälltem Kalziumkarbonat, welches eine mittlere Teilchengröße von etwa 0,3 &mgr;m aufweist. Die Kalziumkarbonatteilchen weisen eine rhombohedrale Gestalt/Morphologie auf und weisen eine Oberflächengröße von etwa 7,5 m2/g auf. ULTRAPAQUE® ist als Brei, welcher etwa 40% Gewichtsanteil Feststoffe enthält, oder als Trockenpulver kommerziell erhältlich. Der Brei bzw. das Trockenpulver kann den Fasern auf Zellulosebasis während des Papierherstellungsvorgangs direkt zugesetzt werden. Gemäß Verwendung in der vorliegenden Schrift wird die Teilchengröße eines Füllmaterials durch ein Sedimentationsverfahren beispielsweise unter Verwendung eines Sedigraphen gemessen und bestimmt.

Es wird angenommen, daß außer Kalziumkarbonat weitere weiße Pigmente mit einer Teilchengröße innerhalb des oben definierten Bereichs in ähnlicher Weise verwendet werden können, um erfindungsgemäß hergestellte Hüllpapiere herzustellen. Beispielsweise wurde festgestellt, daß Titandioxid die gleichen Wirkungen wie Kalziumkarbonat auf Hüllpapiere erzeugt, wenn dieses eine Teilchengröße aufweist, wie oben beschrieben. Beispielsweise ist ein kommerziell erhältliches Titandioxid, welches gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, das Pigment UNITANE O-110, welches durch Kemira Inc., Savannah, Georgia, vertrieben wird. UNITANE O-110 ist ein Anatas-Titandioxidpigment, welches eine Teilchengröße von etwa 0,25 &mgr;m aufweist.

Andere weiße Pigmente, welche bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen ohne Beschränkung Magnesiumoxide und andere ähnliche Pigmente. Ferner können verschiedene Füllmaterialtypen kombiniert werden, wenn dies erwünscht ist.

Neben einem weißen Pigment können erfindungsgemäß hergestellte Hüllpapiere optional ferner geringe Mengen eines schwarzen Pigments enthalten. Das schwarze Pigment kann in Mengen zugegeben werden, welche ausreichen, um die Lichtundurchlässigkeit des Papiers zu erhöhen, ohne die Weiße und die Helligkeit des Papiers wesentlich zu vermindern.

Das schwarze Pigment, welches erfindungsgemäß in Kombination mit dem weißen Pigment verwendet wird, kann beispielsweise Kohlenstoff, wie etwa eine Aktivkohle, ein schwarzes Eisenoxid oder Mischungen davon umfassen. Die Teilchengröße des schwarzen Pigments ist generell weniger entscheidend. Beispielsweise kann die Teilchengröße des schwarzen Pigments bei den meisten Anwendungen bis zu etwa 10 &mgr;m oder weniger betragen. Das schwarze Pigment sollte dem Papier in Kombination mit dem weißen Pigment in einer geeigneten Menge zugegeben werden, um die Helligkeit des Papiers nicht unter akzeptable Werte zu vermindern. Generell sollte die Helligkeit des Papiers, wenn dieses das schwarze Pigment enthält, mindestens etwa 70% betragen, gemessen nach dem TAPPI-Verfahren. Vorzugsweise sollte das Papier einen Helligkeitswert von etwa 70% bis etwa 80% aufweisen.

Ähnlich sollte das schwarze Pigment dem Papier derart zugegeben werden, um die Weiße des Papiers nicht unter akzeptable Werte zu vermindern. Beispielsweise sollte das Hüllpapier der vorliegenden Erfindung bei den meisten Anwendungen einen L-Wert von mindestens etwa 80% aufweisen. Der L-Wert ist ein Maß der Papierhelligkeit gemäß der Hunter-Farbskala und wird unter Verwendung eines Spektralfotometers gemessen, wie etwa eines Spektralfotometers des Typs TCS II. Genauer kann der L-Wert eines erfindungsgemäß hergestellten Hüllpapiers einen L-Wert von etwa 80% bis etwa 90% aufweisen.

Insofern kann, wenn Kalziumkarbonat, Titandioxid oder Mischungen davon als weißes Pigment verwendet werden und entweder Kohlenstoff oder Eisenoxid als schwarzes Pigment verwendet wird, das schwarze Pigment dem Hüllpapier in einer Menge von bis zu 2% Gewichtsanteil auf Basis des Gesamtgewichts des Papiers zugegeben werden, und speziell von etwa 0,1 % bis etwa 1,0% Gewichtsanteil. Erfindungsgemäß kann ein schwarzes Pigment innerhalb des oben erwähnten Gewichtsbereichs in einem Hüllpapier eingelagert werden, ohne die Weiße oder die Helligkeit des Papiers unter die oben beschriebenen Werte zu vermindern.

Ein weiterer bedeutender Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß die Lichtundurchlässigkeit von Hüllpapier aufrechterhalten werden kann, wenn das Flächengewicht des Papiers vermindert wird, ohne die gesamten Füllmaterialanteile in dem Papier zu erhöhen. Tatsächlich kann die anteilige Füllmaterialmenge, welche dem Papier zugegeben wird, vermindert werden, was dazu beiträgt, die Zugfestigkeit des Papiers aufrechtzuerhalten, wenn das Flächengewicht vermindert wird. Erfindungsgemäß hergestellte Hüllpapiere können einen gesamten Füllmaterialanteil, welcher das Gewicht der weißen und schwarzen Pigmente umfaßt, zwischen etwa 15% und etwa 40% und speziell zwischen etwa 20% und 30% Gewichtsanteil aufweisen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird Kalziumkarbonat mit einer Teilchengröße von etwa 0,1 &mgr;m bis etwa 0,5 &mgr;m dem Hüllpapier in einer Menge von etwa 20% bis etwa 30% Gewichtsanteil in Kombination mit einem schwarzen Pigment in einer Menge von bis zu etwa 2% Gewichtsanteil zugegeben. Innerhalb dieser Bereiche wurden sowohl die Lichtundurchlässigkeit des Hüllpapiers als auch die Zugfestigkeit oberhalb der minimalen Anforderungen gehalten, wenn das Flächengewicht des Papiers vermindert wurde. Ferner übte die Verminderung des Flächengewichts keine Wirkungen auf andere physikalische Eigenschaften des Papiers aus, wie etwa die Durchlässigkeit des Papiers.

Der Faserbrei, welcher verwendet wird, um Hüllpapiere gemäß der vorliegenden Erfindung herzustellen, kann Fasern auf Zellulosebasis umfassen, welche beispielsweise aus Flachs, Weichholz oder Hartholz gewonnen werden. Um die physikalischen Eigenschaften des Papiers zu ändern, können verschiedene Mischungen von Fasern verwendet werden, und das Ausmaß des Mahlens der Papiere kann geändert werden, ohne die kennzeichnenden Merkmale der vorliegenden Erfindung zu beeinflussen.

Die Durchlässigkeit erfindungsgemäß hergestellter Papierhüllen kann generell von etwa 5 Coresta-Einheiten bis etwa 80 Coresta-Einheiten betragen. Bei den meisten Anwendungen sollte die Durchlässigkeit zwischen etwa 15 Coresta-Einheiten bis etwa 55 Coresta-Einheiten betragen.

Die Hüllpapiere können ferner mit einem Verbrennungssteuerungszusatz behandelt werden. Ein derartiger Verbrennungssteuerungszusatz kann beispielsweise Alkalimetallsalze, Azetate, Phosphatsalze oder Mischungen davon umfassen. Ein besonders bevorzugter Verbrennungssteuerungszusatz ist eine Mischung aus Kaliumzitrat und Natriumzitrat. Der Verbrennungssteuerungszusatz kann dem Papier in einer Menge von etwa 0,3% bis etwa 12% Gewichtsanteil zugegeben werden, und spezieller zwischen etwa 0,3% und etwa 3% Gewichtsanteil.

Die weißen und schwarzen Pigmente können gemäß verschiedenen bekannten Verfahren in dem Papier eingelagert werden. Beispielsweise können die Pigmente bei einem Ausführungsbeispiel in einem Brei kombiniert und einer Suspension aus Fasern auf Zellulosebasis zugegeben werden, wenn das Papier ausgebildet wird.

Die vorliegende Erfindung ist unter Verweis auf das folgende Beispiel besser zu verstehen.

BEISPIEL

Zur Demonstration der vorliegenden Erfindung wurden vier Handbögen hergestellt, wobei ein weißes Pigment in dem Papier eingelagert wurde. Bei einer Gruppe von Handbögen (welche das Vergleichsmaterial darstellen) war das weiße Pigment, welches in dem Papier eingelagert wurde, das Füllmaterial ALCABAR® 5970 aus Kalziumkarbonat, ein herkömmlicherweise verwendetes Füllmaterial mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 1,9 &mgr;m. Das Füllmaterial ALCABAR® 5970, welches von Specialty Minerals Inc., Adams, Massachusetts, bezogen wurde, wurde in einer Menge von 30% Gewichtsanteil in dem Papier eingelagert. Bei einer zweiten Gruppe von Handbögen wurden dem Papier gemäß der vorliegenden Erfindung anstatt des Füllmaterials ALCABAR® 5970 Kalziumkarbonatteilchen des Typs ULTRAPAQUE®, welche gleichfalls von Specialty Minerals Inc. bezogen wurden, mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 0,3 &mgr;m zugegeben. Das Füllmaterial ULTRAPAQUE® wurde dem Papier in einer Menge von etwa 30% Gewichtsanteil zugegeben.

Bei einer dritten Gruppe von Handbögen wurde dem Papier gemäß der vorliegenden Erfindung eine Mischung von ULTRAPAQUE® und Titandioxid in gleichen Anteilen zugegeben. Das Füllmaterial aus Titandioxid war UNITANE O-110, welches von Kemira Inc., Savannah, Georgia, bezogen wurde, welches eine Teilchengröße von etwa 0,25 &mgr;m aufweist. Das Füllmaterial der Mischung in gleichen Anteilen wurde dem Papier in einer Menge von 30% Gewichtsanteil zugegeben. Schließlich wurde bei einer vierten Gruppe von Handbögen dem Papier gemäß der vorliegenden Erfindung Titandioxid (UNITANE 110-1) zugegeben. Das Füllmaterial aus Titandioxid wurde dem Papier gleichfalls in einer Menge von 30% Gewichtsanteil zugegeben.

Das Flächengewicht jeder Gruppe von Handbögen wurde von 17 g/m2 bis 26 g/m2 zugegeben. Jeder Handbogen, welcher hergestellt wurde, wurde aus Flachs hergestellt, welcher mit Zwölftausend Umdrehungen in einer industriellen Papierherstellungsmühle gemahlen wurde.

1 stellt Lichtundurchlässigkeitswerte dar, wenn das Flächengewicht der Handbögen erhöht wurde. Aus 1 ist zu ersehen, daß, wenn dem Papier das Füllmaterial ALCABAR® zugegeben wurde, der Lichtundurchlässigkeitswert viel niedriger als bei jedem der anderen untersuchten Füllmaterialien war. Die Verwendung eines Füllmaterials aus Titandioxid oder der Mischung aus ULTRAPAQUE® und Titandioxid in gleichen Anteilen erzeugte sehr ähnliche Ergebnisse, wobei der Lichtundurchlässigkeitswert selbst bei dem niedrigsten Flächengewicht von 17 g/m2 sehr hoch blieb. Sämtliche erfindungsgemäß hergestellten Handbögen wiesen bei dem niedrigsten Flächengewicht eine Lichtundurchlässigkeit von mindestens 70% auf.

Ferner wurde ein maschinell hergestelltes Papier hergestellt, um die Leistung des Füllmaterials ALCABAR® 5970 in einem Papier bei einem herkömmlichen Flächengewicht mit der des Füllmaterials ULTRAPAQUE® in einem Papier mit einem niedrigerem Flächengewicht zu vergleichen. Speziell vergleicht die nachfolgende Tabelle 1 Zigarettenpapiere mit vermindertem Flächengewicht mit dem Vergleichspapier. Das Vergleichspapier enthielt das ALCABAR® 5970 als Füllmaterial, während die Versuchsversionen erfindungsgemäß das Füllmaterial ULTRAPAQUE® enthielten. Die hergestellten Papiere wurden auf Lichtundurchlässigkeit und Zugfestigkeit in Maschinenlaufrichtung untersucht. Die Zugfestigkeitsprüfung, welche an Probestücken mit einer Breite von 29 mm durchgeführt wurde, erfolgte mit einem Instron-Gerät.

TABELLE 1

Selbst bei dem niedrigsten Flächengewicht unter Verwendung des Füllmaterials ULTRAPAQUE® waren der Lichtundurchlässigkeitswert und die Zugfestigkeit lediglich unwesentlich niedriger als die des Vergleichspapiers, welches ALCABAR® 5970 enthielt. Aus diesen Ergebnissen ist zu ersehen, daß das Flächengewicht von Hüllpapieren vermindert werden kann und der Mengenanteil von Füllmaterialien, welche den Papieren zugegeben werden, vermindert werden kann, während die Lichtundurchlässigkeitswerte und die Zugfestigkeitswerte oberhalb der minimalen Anforderungen gehalten werden.

Diese und andere Abwandlungen und Änderungen der vorliegenden Erfindungen können durch gewöhnlich Fachkundige vorgenommen werden, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen, welcher in den beigefügten Ansprüchen genauer dargelegt ist. Ferner sei bemerkt, daß Aspekte der verschiedenen Ausführungsbeispiele sowohl vollständig als auch teilweise ausgetauscht werden können. Ferner ist für gewöhnlich Fachkundige zu ersehen, daß die vorangehende Beschreibung lediglich beispielhaft gemeint ist und die Erfindung, welche in den beigefügten Ansprüchen weiter beschrieben ist, nicht beschränken soll.


Anspruch[de]
  1. Hüllpapier für einen Rauchartikel, umfassend: ein Papiersubstrat, welches ein Füllmaterial enthält, wobei das Füllmaterial ein weißes Pigment mit einer mittleren Teilchengröße von 0,1 &mgr;m bis 0,5 &mgr;m aufweist, wobei das Hüllpapier eine Lichtundurchlässigkeit von mindestens 80% und eine Helligkeit von mindestens 70% und ein Flächengewicht von bis zu 22 g/m2 aufweist und wobei das Papier eine Zugfestigkeit von mindestens 1800 g/29mm aufweist.
  2. Hüllpapier nach Anspruch 1, wobei das weiße Pigment Kalziumkarbonat umfaßt.
  3. Hüllpapier nach Anspruch 1, wobei das weiße Pigment Titandioxid umfaßt.
  4. Hüllpapier nach Anspruch 1, wobei das weiße Pigment eine Mischung aus Kalziumkarbonat und Titandioxid umfaßt.
  5. Hüllpapier nach Anspruch 1, wobei das weiße Pigment in dem Papiersubstrat in einer Menge von etwa 15 bis etwa 30 Gewichtsprozent vorliegt.
  6. Hüllpapier nach Anspruch 1, wobei das weiße Pigment eine mittlere Teilchengröße von etwa 0,2 &mgr;m bis etwa 0,4 &mgr;m aufweist.
  7. Hüllpapier nach Anspruch 1, wobei das Papiersubstrat eine Flächengewicht von weniger als etwa 20 g/m2 aufweist.
  8. Hüllpapier nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Verbrennungssteuerungszusatz, mit welchem das Papiersubstrat beschichtet ist, wobei der Verbrennungssteuerungszusatz ein Material ist, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Alkalimetallsalzen, Azetaten, Phosphatsalzen und Mischungen davon besteht.
  9. Hüllpapier nach Anspruch 1, ferner umfassend ein schwarzes Pigment, wobei das schwarze Pigment in dem Papiersubstrat in einer Menge von bis zu etwa 2 Gewichtsprozent vorliegt.
  10. Hüllpapier nach Anspruch 9, wobei das schwarze Pigment ein Material umfaßt, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Kohlenstoff, Eisenoxid und Mischungen davon besteht.
  11. Hüllpapier nach Anspruch 1, wobei das Hüllpapier eine Helligkeit von mindestens 70% und einen L-Wert von mindestens 80% aufweist.
  12. Hüllpapier nach Anspruch 1, wobei das Papiersubstrat eine Durchlässigkeit von etwa 15 Coresta-Einheiten bis etwa 55 Coresta-Einheiten aufweist.
  13. Hüllpapier nach Anspruch 1, wobei das Papier eine Zugfestigkeit von mindestens 2000 g/29mm aufweist.
  14. Verfahren zum Herstellen eines Hüllpapiers für einen Rauchartikel, welches ein vermindertes Flächengewicht aufweist, umfassend die Schritte des Einlagerns eines Füllmaterials, welches ein weißes Pigment umfaßt, in ein Papiersubstrat, wobei das weiße Pigment eine mittlere Teilchengröße von 0,1 &mgr;m bis 0,5 &mgr;m aufweist, wobei das weiße Pigment dem Papiersubstrat in einer Menge von 15 bis 35 Gewichtsprozent zugesetzt wird; und wobei das weiße Pigment dem Hüllpapier in einer Menge zugesetzt wird, welche ausreicht, um die Lichtundurchlässigkeit des Hüllpapiers auf mindestens 80% zu erhöhen und die Helligkeit auf mindestens 70% zu erhöhen, während das Flächengewicht des Hüllpapiers unter 22 g/m2 gehalten wird, und wobei das Hüllpapier ferner eine Zugfestigkeit von mindestens 1800 g/29mm beibehält.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Hüllpapier einen L-Wert von mindestens etwa 80% aufweist.
  16. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das weiße Pigment Kalziumkarbonat umfaßt.
  17. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das weiße Pigment Titandioxid umfaßt.
  18. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das weiße Pigment eine Mischung aus Kalziumkarbonat und Titandioxid umfaßt.
  19. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das weiße Pigment eine mittlere Teilchengröße von etwa 0,2 &mgr;m bis etwa 0,4 &mgr;m aufweist.
  20. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Hüllpapier ein Flächengewicht von bis zu etwa 20 g/m2 aufweist.
  21. Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend den Schritt des Einlagerns eines schwarzen Pigments in das Papiersubstrat, wobei das schwarze Pigment in einer Menge von bis zu etwa 2 Gewichtsprozent zugesetzt wird.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei das schwarze Pigment ein Material umfaßt, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Kohlenstoff, Eisenoxid und Mischungen davon besteht, wobei das schwarze Pigment eine mittlere Teilchengröße von weniger als etwa 10 &mgr;m aufweist.
  23. Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Hüllpapier einen L-Wert von mindestens etwa 80% aufweist.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei das weiße Pigment eine mittlere Teilchengröße von etwa 0,2 &mgr;m bis etwa 0,4 &mgr;m aufweist.
  25. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Hüllpapier eine Zugfestigkeit von mindestens 2000 g/29mm aufweist.
  26. Rauchartikel, umfassend: eine Säule aus einem rauchbaren Füllmaterial; und ein Hüllpapier, welches die Säule aus dem rauchbaren Füllmaterial umgibt, wobei das Hüllpapier ein Papiersubstrat umfaßt, welches Kalziumkarbonat, Titandioxid oder Mischungen davon mit einer mittleren Teilchengröße von 0,1 &mgr;m bis 0,5 &mgr;m enthält, wobei das Hüllpapier ein Flächengewicht von bis zu 22 g/m2, eine Durchlässigkeit von 15 Coresta-Einheiten bis 55 Coresta-Einheiten, einen gesamten Füllmaterialgehalt von 15 bis 35 Gewichtsprozent, eine Lichtundurchlässigkeit von mindestens 80% und eine Helligkeit von mindestens 70% aufweist, und wobei das Papier eine Zugfestigkeit von mindestens 1800 g/29mm aufweist.
  27. Rauchartikel nach Anspruch 26, wobei das Papiersubstrat ferner ein schwarzes Pigment umfaßt, wobei das schwarze Pigment in dem Substrat in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 1 Gewichtsprozent vorliegt.
  28. Rauchartikel nach Anspruch 27, wobei das Hüllpapier einen L-Wert von mindestens etwa 80% aufweist.
  29. Rauchartikel nach Anspruch 26, wobei das Hüllpapier ein Flächengewicht von bis zu etwa 20 g/m2 aufweist.
  30. Rauchartikel nach Anspruch 26, wobei das Hüllpapier ein Flächengewicht von bis zu etwa 19 g/m2 aufweist.
  31. Rauchartikel nach Anspruch 26, wobei das Hüllpapier ein Flächengewicht von bis zu etwa 17 g/m2 aufweist.
  32. Rauchartikel nach Anspruch 26, wobei das Hüllpapier eine Zugfestigkeit von mindestens 2000 g/29mm aufweist.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

  Patente PDF

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com